反轉錄病毒科(Retroviridae)是含反轉錄酶的RNA病毒,分兩個亞科,共7個病毒屬。其中對人致病的主要是人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)和人類嗜T細胞病毒(Human Tlymphotropic virus,HTLV)。
HIV是獲得性免疫缺陷綜合征(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)即艾滋病的病原體。AIDS是由HIV侵入機體後,引起的以細胞免疫缺陷為主,進而導致以機會性感染、惡性腫瘤和神經係統病變為特征的臨床綜合征。自1981年發現首例AIDS病例以來,AIDS在全世界迅速廣泛蔓延。目前,AIDS已成為全球最嚴重且棘手的公共衛生問題之一。
(一) 生物學性狀HIV是反轉錄病毒科慢病毒屬成員,球形,直徑為100~120 nm,有包膜,包膜表麵鑲嵌有gp120和gp41構成的糖蛋白刺突,包膜由病毒以芽生方式釋放時從宿主細胞膜獲得。HIV包膜內側麵襯有p17組成的內膜。HIV的核心由兩個相同的正鏈RNA構成的基因組、核衣殼蛋白(p7)、反轉錄酶、蛋白酶、整合酶組成,包裹其外的是衣殼蛋白(p24)形成的衣殼,核心和衣殼共同構成核衣殼。HIV的核衣殼亦稱類核,為截頭圓錐狀.
HIV有兩型:HIV1和HIV2。兩型病毒的核苷酸序列相差超過40%。HIV基因組變異頻繁,同一感染者的HIV毒株基因也存在差異,其中env變異最頻繁,突變率約為1‰,與流感病毒變異率相似。根據env基因序列的同源性將HIV1分為M(main)、O(outlier)、N(new)3個組。HIV1的M組由於基因序列不同又分為9個亞型(A~D、F~H、J、K)和數種重組亞型,並在全球流行,不同地區流行的亞型和重組亞型不同。HIV2和HIV1的O、N組主要局限於西部非洲等地區。基因型與中和抗體及其血清型沒有對應關係,目前認為HIV刺激機體產生的中和抗體隻有毒株特異性,不具有基因型內或型間的交叉反應性。
分離培養HIV常用正常人T淋巴細胞。HIV抵抗力弱,0.5%次氯酸鈉、70%乙醇、0.3%H2O2等處理10~30分鍾即可完全滅活HIV。56℃10分鍾可滅活液體和血清中的病毒。冷凍血製品需加熱68℃持續72小時方可徹底滅活HIV。
(二) 致病性AIDS的傳染源是HIV感染者和AIDS患者,病毒主要在其血液、精液、陰道分泌物、唾液、淚液和乳汁中,因而傳播途徑主要為血液傳播(經輸入HIV汙染的血源、注射器、針頭,移植HIV感染者或患者組織器官,人工授精等)、性傳播(同性或異性間的性行為)和垂直傳播(經胎盤、產道或哺乳)。而一般日常握手、擁抱、用餐、蚊蟲叮咬等不會傳播HIV。
CD4分子是HIV進入靶細胞的特異性受體,因此CD4+T細胞是HIV侵犯和攻擊的主要靶細胞。此外,單核巨噬細胞、樹突狀細胞、小膠質細胞等也表達少量CD4分子,也是HIV的靶細胞。HIV1除了CD4特異性受體外,還需要輔助受體才能進入靶細胞。趨化性細胞因子受體CXCR4(表達在T細胞表麵)和CCR5(表達在單核巨噬細胞表麵)是HIV進入靶細胞的輔助受體。HIV的包膜糖蛋白gp120與特異性受體和輔助受體結合,形成CD4gp120CXCR4(或CCR5)三分子複合物,導致gp120構象發生變化,暴露出被掩蓋的gp41,gp41與靶細胞膜直接接觸並通過構象變化介導病毒包膜與細胞膜融合,使病毒的基因組和相關蛋白進入細胞內。HIV與輔助受體結合的選擇性決定了其細胞嗜性,感染早期主要是嗜巨噬細胞性HIV株,隨著HIV的不斷變異,以後逐漸以嗜T細胞性HIV株為主,造成CD4+T細胞大量破壞和功能喪失。而CD4+T細胞還具有輔助B細胞產生抗體的作用,所以AIDS晚期表現為免疫係統全麵受損。不同於CD4+T細胞的是,單核巨噬細胞和樹突狀細胞對HIV的破壞效應抵抗力強,這些細胞感染HIV後成為體內重要的HIV病毒庫,伴隨這些細胞的遊走病毒被播散到全身其他組織。HIV可通過在單核巨噬細胞和樹突狀細胞內的潛伏、表位變異等多種機製逃逸宿主的免疫攻擊。